计算流体力学在喷雾干燥中的应用

计算流体力学是利用计算机求解流体流动的动量、能量和质量等方程,从而获得流体流动状态和各种热力学参数分布的一种数值模拟技术,该技术已成为研究流体流动和传质传热的重要工具.本文就计算流体力学在设计喷雾干燥仪结构、优化工艺参数、减少喷雾干燥过程塔壁沉积等方面的应用现状进行了综述.     

一种新型抗钙化处理的人工生物瓣膜流体力学性能

目的 评价一种新型生物瓣膜的体外流体力学性能,并与传统生物瓣膜及机械瓣膜进行比较.方法 将测试瓣膜分成三组:新型生物瓣组(GA SOB处理牛心包瓣),传统生物瓣组(单纯GA处理牛心包瓣),机械瓣组(双叶瓣),每组分别选21号、25号、29号三种型号,采用清华大学TH-1200脉动流测试仪,按照ISO5840瓣膜检测标准进行流体性能检测,包括跨瓣压差、返流量、返流百分比及有效开口面积,并进行组间的分析、比较.结果 新型生物瓣膜的前向流跨瓣压差较传统生物瓣小17%～30%,较机械瓣小23%～50%;新型生物瓣的有效开口面积较传统生物瓣和机械瓣分别大13%～37%和36%～50%;新型生物瓣的返流量较传统生物瓣大1.2～2.0 mL,约3%～6%;较机械瓣小0.9～2.8mL,约1.3%～5%.结论 新型人工生物瓣膜具有良好的血流动力学性能.     

超声血流向量成像技术分析心室内流场变化

血流向量成像(Vector Flow Mapping,VFM)技术是一种新型超声血流成像方法,由日本学者Ohtsuki等于2006年提出[1],该技术以彩色多普勒图像为基础,通过多普勒频移信息获取心腔内血液流场状态,实时显示心脏内血液流场的分布,并通过流线图模式与涡流图模式等分析心脏的血流结构变化,为实时监测心腔内血流,全面评估心腔内流场状态提供了较为准确的方法.     

不同超滤功能的持续不卧床腹膜透析患者腹膜液体转运功能评估

目的 容量控制对于腹膜透析至关重要.腹膜平衡实验(peritoneal equilibration test,PET)可以评估腹膜小分子溶质转动功能,对优化腹膜透析存腹时间提供依据,但是不能预测腹膜液体转运功能.所以,本研究使用计算机拟合对不同超滤功能腹膜透析患者的腹膜液体转运功能进行评估.方法 纳入研究患者包括每天使用3～4袋2.5％葡萄糖透析液者(为腹膜超滤功能差组)和使用3～4袋1.5％葡萄糖透析液者(为腹膜功能好组),两组患者在上述透析处方下都能达到足够的液体清除.所有入组的患者都要求详细记录自己每天的腹膜透析换液情况,以评估腹膜液体转运功能.结果 本研究包括了17名持续不卧床腹膜透析患者(continuous ambulatory peritoneal dialysis,CAPD),其中9名为超滤功能差组,8名为超滤功能好组.与超滤功能好组相比,超滤功能差组的患者每天更多的处于高葡萄糖(P＜0.01)环境中,透析液/血浆肌酐比值(D/Pcre)更高(P＜0.05),有更高的腹膜液体吸收率(Ke)(P＜0.01). 结论 与超滤功能好的患者相比超滤功能差的患者的腹膜小分子溶质转运率更高,更为重要的是,超滤能力差的患者腹膜液体吸收率更高.     

定容通气模式吸气相波形的流体力学分析

目的使SMART新型多功能呼吸机具备的定容通气模式实现吸气相气体流速恒定且可调。方法使用流体力学原理对研发过程中遇到的问题进行分析计算．找到原设计中的不足,进而对其进行改进。结果：IPPV、SIMV等定容通气模式的吸气时相流量可调．波形呈现方波。结论使用流体力学原理指导呼吸机气路设计．能够得到事半功倍的效果。     

基于计算流体力学技术的胸主动脉瘤血流动力学研究

目的 探讨基于计算流体力学技术的个体化胸主动脉瘤的血流动力学模型在胸主动脉瘤生长、破裂机制研究中的作用.方法 用Mimics软件读取患者CT血管造影医学数字成像和通讯标准(DICOM)数据,重建三维个体化胸主动脉瘤模型,假设动脉血流为层流、不可压缩、牛顿流体,入口血液流速随时间周期性变化,应用有限体积法FLUENT软件进行非定常血流数值模拟,分析与动脉瘤生长、破裂相关的血流动力学参数.结果 数值结果得到胸主动脉瘤在心动周期不同时刻的血流速度及壁切应力分布.收缩期近端瘤颈的血流速度显著高于扩张的动脉瘤体的血流速度,射血进入动脉瘤,冲击动脉瘤体近端的外侧壁.动脉瘤内的射血峰值瞬时流线显示血流冲击动脉瘤壁,瘤体内观察到呈右手螺旋的涡流.高切应力分布于近、远端瘤颈以及血流直接冲击动脉瘤壁的位置,瘤体呈大范围的的低切应力分布.结论 重建的个体化胸主动脉瘤模型,用于血流动力学数值模拟研究,可分析胸主动脉瘤生长、破裂机制.     

近端胃切除人工三角瓣成形抗反流术的力学机理仿真分析

目的:对食管胃结合部腺癌近端胃切除术（PG）人工三角瓣成形后残胃食糜进行流体动力学数值模拟，并计算不同性质胃内食糜的流动特征。方法:构建常规PG和人工三角瓣成形术术后胃仿真模型，运用Fluent软件对不同粘度胃内食糜反流问题进行数值模拟。结果:站立位姿态时，相对常规PG方案，人工三角瓣成形手术方案表现出较好的抗反流作用；卧位姿态时，当胃内食糜粘度大于0.145 2 Pa[?s，且胃内食糜不超过人工三角瓣情况下，人工三角瓣成形抗反流手术表现出较好的抗反流效果；人工三角瓣抗反流成形手术方案数值模拟结果与临床上患者表现一致。结论:本研究仿真分析为人工三角瓣成形抗反流手术方案的有效性机理分析、临床患者术后饮食及手术方案的进一步改进提供理论及数值依据。 【关键词】食管胃结合部腺癌；抗反流；人工三角瓣；计算流体力学     

利用hBMSCs在生物反应器中构建小口径血管的实验研究

目的采用改进的生物反应器系统,应用人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)构建小口径的组织工程血管。方法设计一套血管生物反应器系统,采用有限元方法对组织工程小血管托架材料进行分析,从而设计一套用于构建直径为2mm的小血管托架;收集人的原代骨髓基质干细胞进行体外扩增和培养,选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯(PGA)复合后置于血管生物反应器中动态培养;培养4周后,对材料复合物取材,进行大体观察、HE染色、扫描电镜和平滑肌免疫组化等指标检测。结果血管色泽明亮,有一定的弹性,用镊子反复压下血管能够反弹恢复原样;细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分。结论改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用hBMSCs成功构建组织工程化小血管组织。     

一种新型轴流式心脏辅助血泵的研制和初步的动物实验

目的研制开发一种新型的轴流式心室辅助泵,并对其基本性能和血液相容性能进行测试。方法应用计算流体力学（CFD）计算机辅助设计,利用五坐标数控机床上对其进行加工,并通过体外测试台和动物实验,对血泵的流体力学性能和血液相容性能进行了测试。结果轴流泵在后负荷为100mmHg情况下,流量在5L/min以上。动物实验中,血浆游离血红蛋白的含量为0.05g/dL。结论血泵体外测试所提供的输出压力和流量符合临床心力衰竭患者的需要,动物实验结果表明其血液相容性能较为满意,值得进一步改进。     

主动脉夹层仅表现为晕厥和休克1例

主动脉夹层（aortic dissection）系指各种原因造成的主动脉内膜破裂并在内膜与中外层之间,由于血液流体力学的压力沿此层面纵行剥离而形成的壁内血肿,是一种少见而严重的急诊血管疾病,病情进展急骤、病死率高,易造成误诊或漏诊,主动脉夹层临床多以剧烈胸痛及高血压为表现,以晕厥和休克为首发表现者极少见,现报道一例。